JPS5927105B2 - 赤外線撮像用半導体装置の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は赤外線撮像装置、特にＨｇＣｄＴｌよりなる多
元半導体を用いた赤外線撮像用半導体装置の製造法に関
するものである。

半導体を用いた撮像装置としては種々の形式のものが提
案されており、一般に高品質画像を得る目的として電荷
結合装置（ＣＣＤ）を利用した固体撮像装置、あるいは
電荷注入効果を利用して光電変換する電荷注入形（ＣＩ
Ｄ）の固体撮像装置が周知である。

可視光に対するＣＩＤ形固体撮像装置は、たとえばシリ
コンなどの材料を基板として、第１図に示すように受光
面１とその撮像信号検出回路から構成されており、図中
小さく点線で囲まれた１つの区画２は、受光面の１絵素
分であり１対の絶縁ゲート電極３および３’から成つて
いる。そして該絵素はマトリックス状に配設され、たと
えば受光面１に結像がなされると光電変換によつて生じ
た電荷を各々１対の電極の少なくとも一方の電極、たと
えば電極３直下に蓄積させ、この状態の各絵素に対して
Ｘ−Ｙ走査レジスタ４、５でアドレスした絵素の電荷を
基板側に注入し、この際に生ずる変位電流を母線６を通
じで増幅器Ｔに送り検出増幅することによつて映像信号
を取り出すようになつている。このような２次元構造を
持つ固体撮像装置を赤外線撮像用として、狭いバンドギ
ャップを有する半導体材料、たとえばＨｇＣｄＴｅを用
いて製作しようとする場合、ＨｙＣｄＴｅの材質が機械
的に非常に弱く、キズ等が入りやすいことが問題となる
。

また、前記ＨＩＣｄＴｅを主材とするウェハプロセスに
用いられる絶縁膜には、シリコンウェハプロセスにみら
れる二酸化シリコン（ＳｉＯ２）や窒化シリコン（Ｓｉ
３Ｎ４）のように選択的エッチングによつて簡単にパタ
ーニング可能な特性のよい絶縁膜がなく、一般に硫化亜
鉛（ＺｎＳ）よりなる絶縁膜を用いることになるが、Ｚ
ｎＳ絶縁膜を写真触刻法によつて選択的にパターンを形
成する工程では該基板表面に損傷を与えやすく、またＺ
ｎＳ絶縁膜に対するエッチング液に制御性の良いものが
ないことに起因して前記半導体装置を構成する電極構造
の形成、特に部分的にクロスオーバをなす２次元の多層
電極配線構造の形成を困難にしていた。本発明は上述し
た従来の問題点に鑑み、基板に損傷を与えることなく容
易に多層電極配線構造を形成せんとするもので、かかる
目的を達成するため本発明はＨ９ＣｄＴｅよりなる多元
半導体基板上に形成する多層構造の絶縁層と各層の導電
体層とをそれぞれのマスクを利用した選択的蒸着法によ
つて所定のパターンで順次積層形成することを特徴とし
ている。

以下本発明を赤外線撮像用ＣＩＤに適用した場合の一実
施例につき第２図以下の図面を参照して詳細に説明する
。

第１図の小区画２に相当するＣＩＤの１絵素領域を例示
しながら説明を進めるとまず第２図に示すごとく高比抵
抗材料からなるたとえばサフアイア支持板１１上にエポ
キシ系接着剤等を用いてＨ９ＣｄＴｅ基板１２（以下基
板と呼ぶ）を接着固定し、該基板１２のもう一方の面を
研磨加工し所定の厚さとした表面上に硫化亜鉛（ＺｎＳ
）よりなる絶縁層１３を薄く蒸着形成する。次いで該絶
縁層１３上に複数の第１電極に連なる母線の配設部位に
対応してＺｎＳよりなる第１の厚い絶縁層１４をメタル
マスクを用いた蒸着法により形成する。しかる後、第３
図に示すように前記絶縁層１３上の所定位置と、前記第
１の厚い絶縁層１４上に導電体層となるたとえばインジ
ウム（Ｉｎ）等の金属をメタルマスクを用いて選択的に
蒸着して複数の第１電極１５ａ，１５ｂ・・・・・・及
び該各第１電極１５ａ，１５ｂ・・・・・・に連なる母
線１６を形成する。さらに第４図に示すように前記第１
電極１５ａ，１５ｂ・・・・・・に連なる母線１６上の
１部に部分的にクロスオーバするようにメタルマスクを
用いて、ＺｎＳを蒸着し、所要の第２の厚い絶縁層１７
を形成する。次いで第５図に示すように前記絶縁層１３
上に形成した前記複数の第１電極１５ａ，１５ｂ・・・
・・・に各々隣接する所定部位及び前記第２の厚い絶縁
層１ｒ上の所定部位に導電体層となる前記インジウム（
Ｉｎ）等の金属をメタルマスクを用いて選択的に蒸着し
複数の第２電極１８ａ，１８ｂ・・・・・・及び該各第
２電極１８ａ，１８ｂ・・・・・・に連なる母線１９を
形成する。このようにメタルマスクパターンによる選択
蒸着の繰り返し工程を用いることにより、２次元の多層
電極配線構造の形成が実現できる。なお本実施例におい
て各電極に連なる共通母線の配設が、厚い絶縁層上にわ
たつて形成されるので一般に該母線の断線が懸念される
が、メタルマスクを用いて選択的に蒸着した絶縁層では
そのエツジが図にて明らかなようにテーパ状の格好の形
状となるので断線の恐れが解消する。

また本発明は上述のようなＣＩＤ形の撮像装置のみなら
ず、ＣＣＤ形の赤外線撮像装置にも同様に適用可能であ
る。以上説明したように本発明の製造法によれば、Ｈ９
ＣｄＴｅのごとき損傷の入りやすい半導体基板上の多層
電極配線構造をメタルマスクパターンによる選択蒸着の
繰り返し積層工程により容易に製作することが可能とな
り、工程の容易性及び製造歩留りの向上に寄与できるな
ど実用上その効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の可視光に対するＣＩＤ形固体撮像装置の
構造を説明するための概念図、第２図および第３図、第
４図、第５図は、本発明に係る多層電極配線構造を形成
する工程の一実施例を説明する要部斜視図である。 １：受光面、２：単位絵素、３および３′：電極、６：
母線、１１：支持板、１２：Ｈ９ＣｄＴｅ基板、１３：
薄い絶縁層、１４：第１の厚い絶縁層、１５ａ，１５ｂ
・・・・・・：第１電極、１６：母線、１７：第２の厚
い絶縁層、１８ａ，１８ｂ・・・・・・：第２電極、１
９：母線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 多元半導体基板表面の絶縁膜上に１対の絶縁ゲート
   電極から成る絵素をマトリクス状に配列した赤外線撮像
   用半導体装置の製造法において、予め一方の絶縁ゲート
   電極に連なる一方向母線配設位置にぶ厚い帯状絶縁層を
   マスク蒸着法によつて形成した後、当該一方のゲート電
   極とそれに連なる一方向母線配線パターンをマスク蒸着
   法によつて同時に形成し、さらに上記一方向母線配線と
   交差する交差方向母線配設位置にぶ厚い帯状絶縁層をマ
   スク蒸着法によつて形成した後、上記他方のゲート電極
   とそれに連なる交差方向母線配線パターンをマスク蒸着
   法によつて同時に形成することを特徴とした赤外線撮像
   用半導体装置の製造法。